[发明专利]碳纤维束及其制造方法

权利要求书

1.一种碳纤维束的制造方法，使用具有过滤精度B和滤材目付D的过滤器滤材，将聚丙烯腈共聚物溶解于溶剂而成的纺丝溶液在过滤速度A满足下述式(1)～(3)的条件下过滤，然后将该过滤后的纺丝溶液进行纺丝而获得碳纤维前体纤维束，其中，过滤精度B的单位是μm，滤材目付D的单位是g/m²，过滤速度A的单位是cm/小时，滤材目付D通过测定切成任意面积的过滤器滤材的质量，将该质量除以面积而算出，

D-600/(α×β)≥0 (1)

α＝1-1/(1+exp(7-A)) (2)

β＝1-1/(1+exp(-0.23×B)) (3)

将所得的碳纤维前体纤维束在氧化性气氛下、在210℃以上且小于245℃下进行热处理直到密度变为1.22～1.24g/cm³为止，然后在所述氧化性气氛下、在245℃以上且小于275℃下进行热处理直到密度变为1.32～1.35g/cm³为止，然后在氧化性气氛下、在275℃以上且295℃以下进行热处理直到密度变为1.46～1.50g/cm³为止而获得耐燃化纤维束，然后将该耐燃化纤维束在非活性气氛下、在1200～1800℃下进行热处理。

2.根据权利要求1所述的碳纤维束的制造方法，所述在氧化性气氛下、在275℃以上且295℃以下进行热处理直到密度变为1.46～1.50g/cm³为止时的耐燃化纤维束的张力为1.6～4.0mN/dtex。

3.一种碳纤维束，其丝束弹性模量满足240～280GPa，丝束强度满足5.8GPa以上，结节强度K满足-88d+1390≤K，K的单位是MPa，d为平均单纤维直径，d的单位是μm，平均单纤维直径满足6.5～8.0μm，并且在使测试长度为10mm而实施了单纤维拉伸试验时，在回收的断裂面存在大小为50nm以上的缺陷的概率为35％以下。

4.根据权利要求3所述的碳纤维束，其结节强度K为770MPa以上。

5.根据权利要求3或4所述的碳纤维束，其平均表面粗糙度Ra为1.0～1.8nm。

6.根据权利要求3或4所述的碳纤维束，碳纤维单纤维的外层比率为90面积％以上，碳纤维单纤维的外层比率为将与碳纤维单纤维的纤维轴方向垂直的横截面用光学显微镜进行观察时，在外周部出现的黑化厚度所占的面积除以截面积整体而得的面积比率。

7.根据权利要求5所述的碳纤维束，碳纤维单纤维的外层比率为90面积％以上，碳纤维单纤维的外层比率为将与碳纤维单纤维的纤维轴方向垂直的横截面用光学显微镜进行观察时，在外周部出现的黑化厚度所占的面积除以截面积整体而得的面积比率。